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高教实验产品系列
DJDK-1型 电力电子技术及电机控制实验装置

产品类别:电力电子控制及电气传动系列

产品简介

一、产品概述

    “DJDK-1型电力电子技术及电机控制实验装置”依据高等院校最新统编教材《电力电子技术》(第四版)(西安交通大学王兆安编着)、《电力拖动自动控制系统》(第三版)(上海大学陈伯时编着)等实验大纲的要求,吸收国内、外同类产品的优点,充分考虑了实验室的现状和发展趋势,精心研制而成。在同类产品中结构合理、功能完善、可靠性好、性价比高。

二、系统特点

  1. 综合性  本装置综合了目前国内各类学校电力电子、半导体变流、交直流调速、交流变频、电机控制、控制理论等实验项目。
  2. 适应性  能满足各类学校相应课程的实验教学,深度和广度可根据需要作灵活调整,普及与提高可根据教学的进程作有机的结合,装置采用积木式结构,更换便捷,如需要扩展功能或开发新实验,只需添加部件即可,永不淘汰。
  3. 配套性  从专用电源、电机及其它实验部件到实验连接专用导线配套齐全,配套部件的性能、规格等均密切结合实验的需要进行配套。
  4. 直观性  各实验挂件采用分隔结构形式,组件面板示意、图线分明,各挂件任务明确,操作、维护方便。
  5. 科学性  装置占地面积少,节约实验用房,减少基建投资;配套的小电机均经特殊设计,可模拟中小型电机的特性和参数;小电机耗电省,节约能源,实验噪声小,整齐美观,改善实验环境;实验内容丰富,设计合理,除了加深理论知识外还可结合实际开设设计性实验。
  6. 开放性  控制屏供电采用三相隔离变压器隔离,并设有电压型漏电保护装置和电流型漏电保护装置,确保操作者的安全;各电源输出均有监示及短路保护等功能,各测量仪表均有可靠的保护功能,使用安全可靠;控制屏还设有定时器兼报警记录仪,为学生实验技能的考核提供一个统一的标准。由于整套装置经过精心设计,加上可靠的元器件质量及可靠的工艺作为保障,产品性能优良,所有这些均为开放性实验室,创造了条件。
  7. 先进性  本装置着重从新器件高度来考虑,在保留了晶闸管实验的基础上,加入了新器件的特性、新器件的驱动以及典型的新器件应用的大量现代电力电子技术实验,让学生对新器件有足够的认识和了解,紧跟时代步伐。同时不断的适应教材的最新变化,及时将最新的技术在实验中得到体现,如数字晶闸管触发电路、数字调速系统及DSP技术等等。
  8.  多样化  本装置为了体现电力电子技术和调速系统得多样性,专门设计采用不同方案实现的结果,如直流斩波电路就分为采用晶闸管和IGBT来实现的电路;为了能反映目前电机加载方式的优缺点及多样化,我们可以提供多达三种的电机加载方式,包括利用发电机加载、涡流测功机加载以及磁粉制动器加载,每种加载方式各有优缺点,教师可以根据学校教学目的的不同,灵活选择加载方式。

三、适用范围

    本装置涵盖了各高等院校等所开设的“电力电子技术(或称半导体变流技术)”、“直流调速”、“交流调速”、“电机控制”、“电力拖动自动控制系统”及“控制理论”等专业课程所要求的实验项目。

四、技术性能

  1. 输入电源:三相四线(或三相五线 380V±10% 50Hz)
  2. 工作环境:温度-10℃~+40℃ 相对湿度<85% (25℃) 海拔<4000m
  3. 装置容量:<1.5kVA
  4. 外形尺寸:187.3cm×72.5cm×162.2cm

五、系统组成

  1. DJK01电源控制屏(铁质双层亚光密纹喷塑结构,铝质面板)

    (1)三相缺相指示、相序检测及过压指示

    当输入设备的三相电源电压缺少任何一路或者两路,控制屏面板上相应指示灯亮;当三相电源正常时自动检测输入电源的相序关系,当电网电压值大于255V时自动发出告警信号。

    (2)交流电源(均带有过流保护措施)

    提供交流电源:直流调速档为三相交流电  200V/3A

    交流调速档为三相交流电  240V/3A

    (3)高压直流电源

    励磁电源:220V/0.5A,具有输出短路保护。

    (4)数字式仪表

     交流数字电压表:可通过其下方的波段开关切换指示三相电网输入线电压,精度1.0级。

     真有效值交流数字电压表一只:测量范围0~500V,量程自动判断、自动切换,精度0.5级,三位半数显,为交流调速系统电力电子技术实验提供电压指示。

     真有效值交流数字电流表一只:测量范围0~5A,量程自动判断、自动切换,精度0.5级,三位半数显,具有超量程告警、指示及切断总电源功能,为调速系统提供电流指示。

     直流数字电压表一只:测量范围0~300V,三位半数显,输入阻抗为10MΩ,精度0.5级,为可逆调速系统提供电压指示。

     直流数字电流表一只:测量范围为0~5A,三位半数显,精度0.5级,具有超量程报警、指示、切断总电源等功能,为可逆调速系统提供电流指示。

    (5)人身安全保护体系

     三相隔离变压器一组:三相电源首先通过三相漏电保护器,然后经钥匙开关、接触器到隔离变压器,使输出与电网隔离(浮地设计),对人身安全起到一定的保护作用。

     电压型漏电保护器1:对隔离变压器前的线路出现的漏电现象进行保护,使控制屏内的接触器跳闸,切断电源。

     电压型漏电保护器2:对隔离变压器后的线路及实验过程中的接线等出现的漏电现象进行保护,发出声光报警信号并切断电源,确保人身安全。

     电流型漏电保护装置:控制屏若有漏电现象,漏电流超过一定值,即切断电源。

     实验连接线及插座:强、弱电连接及插座分开,不能混插。强电连接线及插座采用全封闭工艺,使用安全、可靠、防触电。

    (6)定时器兼报警记录仪

    平时作为时钟使用,具有设定实验时间、定时报警、提前提醒后切断电源等功能,还可以自动记录由于接线或操作错误所造成的告警次数。

    (7)控制屏其它设施

    控制屏正面大凹槽内,设有两根不锈钢管,可挂置实验部件,凹槽底部设有12芯、10芯、4芯、3芯等插座,挂件的供电由这些插座提供。控制屏两边设有单相三极220V电源插座及三相四极380V电源插座,还设有实验台照明用的40W日光灯一盏。

  1. DK02实验桌

    实验桌为铁质双层亚光密纹喷塑结构,桌面为防火、防水、耐磨高密度板,结构坚固,形状似长方体封闭式结构,造型美观大方;设有两个大抽屉、柜门,用于放置工具、存放挂件及资料等。桌面用于安装电源控制屏并提供一个宽敞舒适的工作台面。实验桌还设有四个万向轮和四个固定调节机构,便于移动和固定,有利于实验室的布局。

  1. DD03-3不锈钢电机导轨、光码盘测速系统及数显转速表

    包括日本欧姆龙1024光电编码器及固定电机的不锈钢导轨等。不锈钢导轨平整度好,无应力变形,加工精细,同心度好,互换性好,能保证电机与电机、电机与测功机之间连接的同心度不超过±5丝,电机运行噪声小,实验参数典型,能较好满足实验要求。

  1. D42三相可调电阻(每组900Ω×2/0.41A)

    作为实验中的可调电阻性负载用。

  1. DJK02晶闸管主电路

    提供12只5A/1000V的晶闸管,分成正、反桥两组,每只晶闸管均设有过流、过压保护装置,正、反桥晶闸管可通过外加信号进行触发(留有触发脉冲输入接口),可更好的完成设计性实验;设有带镜面精密指针式直流电压表±300V,精度1.0级带镜面直流电流表±2A,精度1.0级各一只和平波电抗器一组。

  1. DJK02-1三相晶闸管触发电路

    提供三相触发电路、功放电路等,与“DJK02”配套使用。

  1. DJK02-2三相晶闸管触发电路

    提供由西门子TCA785等专用的集成触发电路构成的三相触发电路及相应的功放电路等,与“DJK02”配套使用。

  1. DJK02-3三相数字晶闸管触发电路

    该挂件采用高性能单片机为核心器件,采用数码管显示晶闸管触发角度,能直观、准确读出当前晶闸管的触发角度。挂件输出的三相六路触发脉冲,移相范围为0°~160°,控制精度为0.1°,起始角可以在0°~160°内任意设置,克服了采用传统专用模拟集成电路(如KC04、KJ004等)晶闸管多路触发脉冲电路调试困难,波形整齐程度较差等问题。

     该挂件提供两种控制方法:数字键盘和外部模拟量控制。数字键盘控制方式可直接通过点动按钮的方式以精确到0.1°的范围内,并可自由调节触发角度,外部模拟量控制方式完全兼容原来的模拟系统。除此之外还提供相应的三相正、反桥功放电路等,与“DJK02”配套使用。

  1. DJK03-1晶闸管触发电路实验

    提供单结晶体管触发电路、正弦波同步移相触发电路、锯齿波同步移相触发电路、单相交流调压触发电路、TCA785集成触发电路共五个触发电路实验。

  1. DJK04电机调速控制实验(I)

    提供以下模块:电流反馈与过流保护(FBC+FA)、给定器(G)、转速变换器(FBS)、反号器(AR)、电压隔离器(TVD)、调节器I和调节器II。其中调节器I和调节器II的反馈电阻、电容均外接(从DJK08上获得),实验时可以灵活改变系统的参数,观测不同的参数对系统稳定性及相应时间等影响;更可以让学生从调速系统的各种参数(如电机的机电时间常数等)出发对调节器的放大倍数及积分时间的参数分别设计,同时进行实际结果的验证,从而完成设计性实验。

  1. DJK04-1电机调速控制实验(II)

    提供以下模块:转矩极性鉴别(DPT)、零电平检测(DPZ)及逻辑控制器(DLC),与DJK04配合使用完成逻辑无环流可逆直流调速系统实验项目。

  1. DJK04-2数字调速控制接口

    该挂件完成计算机控制系统与模拟调速系统的接口转换,调速系统中电压、电流和转速信号经过隔离和保护单元,通过配套的数据采集卡将反馈信号采集到计算机控制系统中,在本公司提供的上位机软件中完成数字PI算法,输出控制信号到模拟调速系统,构成整个数字晶闸管调速系统。利用该挂件可以完成直流电机的单闭环、双闭环、逻辑无环流和三闭环错位选触无环流的晶闸管数字调速,也可完成三相异步电机的数字调压调速和串级调速。

    上位机软件采用VC软件编制,具有虚拟示波器的功能,能对电动机启动波形进行分析、处理和打印;同时上位机软件可以对电机电流、电压和转速当前值进行实时显示,调节器中的PI参数均可以任意设置,完成调速系统在不同参数模式下的运动状态的研究。

    配套的数据采集卡最高采样速率为100kS/s,数字量输入/输出各16路、模拟量输入16路、模拟量输出1路,该数据采集卡直接支持在LabVIEW和MATLAB软件下编程使用,供学校完成毕业或者课程设计使用。

  1. DJK04-3数字调速控制接口

    系统功能与DJK04-2模块基本类似,能完成全部的计算机控制的数字调速系统,只是所配套的数据采集卡不同,配套的数据采集卡的最高速率为400kS/s,24路可编程的数字量输入/输出,模拟量输入8路,模拟量输出4路,定时器模块2个,该数据采集卡同样直接支持在LabVIEW和MATLAB软件下编程使用,供学校完成毕业或者课程设计使用。

  1. DJK05直流斩波电路

    主要由斩波器触发电路及斩波主电路两大部分组成,完成晶闸管直流斩波实验。

  1. DJK06给定及实验器件

    提供给定(±15V可调电压输出)、压敏电阻(作为过压保护元件,内部已连成三角形接法)、二极管。

  1. DJK07新器件特性实验

    提供SCR、MOSFET、IGBT、GTO、GTR电力电子器件,与DJK06等配套使用,可测定其特性曲线;与DJK12配套使用,可完成电力电子新器件的驱动特性实验。

  1. DJK08可调电阻、电容箱

    提供耐压AC63V的可调电容三组,调节范围为0.1~11.37µF,0~999kΩ十进制可调电阻两组;供电流调节器,速度调节器反馈回路使用,可灵活改变调节器的放大倍数及积分时间。

  1. DJK09单相调压与可调负载

    提供了一只0~250V/0.5kVA单相交流自耦调压器,为相应的实验提供可调电源;一个整流滤波电路以及0~180Ω/1.3A(串联)或0~45Ω/2.6A(并联)瓷盘可调电阻,为相应的实验提供一个可调的阻性负载。

  1. DJK10变压器实验

     提供三相芯式变压器一个(该变压器有2套副边绕组,原、副边绕组的电压为127V/63.6V/31.8V),用于异步电机串级调速实验和三相桥式、单相桥式有源逆变电路实验;还设有三相不可控整流电路用来产生直流电源。

  1. DJK10-1三相芯式变压器与不控整流

    提供三相芯式变压器一个(该变压器有2套副边绕组,原、副边绕组的电压为127V/63.6V/36.7V),用于三相桥式全控12脉动整流电路实验;还设有三相不可控整流电路用来产生直流电源。

  1. DJK12功率器件驱动电路实验箱

    主要是为完成新器件特性实验提供驱动和保护电路,使学生了解电力电子新器件的驱动特性。主要包括电源、驱动电路、PWM波形发生器。

    (1)电源:为驱动电路提供电源,包括±5V、+20V、±15V直流电源。

    (2)驱动电路:包括MOSFET、IGBT、GTR和GTO的驱动电路。其中IGBT的驱动电路采用了专用芯片EXB841。

    (3)PWM波形发生器:由SG3525为核心的PWM波形发生器主要为新器件驱动电路提供PWM驱动波形;可以通过频率调节旋钮进行频率调节;通过占空比电位器来调节PWM波的占空比;频率范围分为2档,通过钮子开关切换,高频档是为MOSFET和IGBT驱动电路提供PWM波形,频率调节范围4kHz~10kHz;低频档是为GTR和GTO驱动电路提供PWM波形,频率调节范围400Hz~1kHz;占空比在各频率点上均能从0%调至100%。

  1. DJK13三相异步电机变频调速控制

    针对目前工业用变频器只能对输入信号及输出的结果进行观测,无法得知其内部的详细工作过程的缺点,开发本实验装置,着重从“变频原理”出发,通过实验让学生了解整个变频的过程。

    提供三相正弦波脉宽调制(SPWM)、马鞍波、三相空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)三种变频实验方式,面板上设有相应的测试点,可方便地用示波器进行观测。此外,面板上设计有计算机接口,可与计算机联机进行实验,还留有可编程控制器(PLC)接口。

  1. DJK14单相交直交变频原理

    根据普通高等教育“九五”国家级重点教材,王兆安、黄俊主编的《电力电子技术》(第四版)的相关内容进行开发,用于展示交直交变频原理,主要让学生了解SPWM正弦波脉宽调制信号的形成方法,了解IGBT管专用集成驱动芯片的特点及其使用。能完成如下实验项目:(1)SPWM波形成的过程;(2)交直交变频电路在不同负载(电阻,电感和电机)时的工作情况和波形,并研究工作频率对电路工作波形的影响;(3)IGBT管专用集成驱动芯片的工作特性。

  1. DJK15控制理论实验(与“THKKL-2型”相同)

    提供稳压电源、交/直流数字电压表、低频函数信号发生器、六位数显频率计、阶跃信号发生器及典型的控制环节(比例环节、惯性环节、积分环节、超前滞后校正环节,还可以组成微分、延迟等各种电路)等。

  1. DJK16控制理论实验(与“THKKL-3型”相同)

    提供稳压电源、阶跃信号发生器、典型的控制环节(比例环节、惯性环节、积分环节、超前滞后校正环节,还可以组成微分、延迟等各种电路)及自由布线区(以便自由组合实验线路进行实验)。

  1. DJK17  双闭环H桥DC/DC变换直流调速系统

    提供主回路、控制电路和调节控制三大部分,主回路由四个IGBT组成,控制部分使用专用PWM发生器SG3525,调节控制部分设有零速封锁器、给定、电流反馈调节、速度反馈调节、速度调节器和电流调节器,其中速度调节器和电流调节器的反馈电阻、电容均外接,实验时可以灵活改变,更可以完成设计型实验。

    本挂箱可完成的实验项目有:(1)全桥DC/DC变换电路实验;(2)双闭环可逆直流脉宽调速实验。

  1. DJK18 电机调速控制实验(Ⅱ)

    提供以下模块:触发选择器(TS)、绝对值放大器(GAB)、电流符号选择器(CSS)、电压调节器(AVR)、零速封锁器(DZS)及电压隔离器(TVD),与“DJK04”等配合使用完成“三闭环错位选触无环流可逆直流调速系统实验”。

  1. DJK19半桥型开关稳压电源

    提供了半桥型开关稳压电源的主电路和控制电路,主电路中的电力电子器件为电力MOSFET管;控制电路采用专用PWM控制集成电路SG3525,采用恒频脉宽调制控制方案。可完成“开关电路在开环与闭环下负载特性的测试”以及“电源电压波动对输出的影响”等实验内容。

  1. DJK20直流斩波实验

    根据西安交通大学王兆安教授和黄俊教授主编的《电力电子技术》(第四版)中相关的直流斩波内容而设计的;提供组成直流斩波电路所需的元器件和采用专用的PWM控制集成电路SG3525。可完成教材中降压斩波电路(Buck Chopper)、升压斩波电路(Boost Chopper)、升降压斩波电路(Boost -Buck Chopper)、Cuk斩波电路、Sepic斩波电路、Zeta斩波电路六种典型实验。

  1. DJK21斩控式交流调压电路

    根据西安交大王兆安教授和黄俊教授主编的《电力电子技术》(第四版)中相关的内容而设计的,采用全控型器件IGBT管实现“斩控式交流调压实验”。

  1. DJK22单相调压/调功电路

    根据西安交通大学王兆安教授和黄俊教授主编的相关内容而设计的,实现单相交流调压和交流调功的实验内容。采用的电力电子器件为双向晶闸管,在交流调压实验中采用由双向触发二极管构成触发控制电路;在交流调功实验中采用由555时基电路组成触发控制电路。

  1. DJK23单端反激式隔离开关电源

    输入交流电压范围为50V~200V,输出为三组直流电源,分别为+5V/5A、+12V/1A、-12V/1A,在输入交流电压和直流输出负载变化时输出电压的变化率小于0.3%。

  1. DJK24 PS-ZVS-PWM软开关技术

    主要包括H桥电路、控制电路和稳压反馈电路。用于展现移相零电压开关的电路结构和工作原理。H桥电路有四只MOSFET管组成,控制电路采用全桥软开关电源移相PWM控制芯片UCC3895和驱动芯片HIP4081,稳压反馈电路由TL431等元件组成。

  1. DJK25整流电路有源功率因数校正

    主要有整流电路、升压变换器、控制电路三部分组成。控制电路采用功率因数控制芯片UCC3817N和外围元器件组成,最大输出功率为100W(200V±5%,0.5A),工作频率为100kHz。采用模块化设计,通过适当的连线可以完成下列实验项目:

  1. 无滤波电容的整流电路带纯阻性负载的测试
  2. 有滤波电容的整流电路带纯阻性负载的测试
  3. 整流电路有源功率因数校正的测试
  4. 控制电路的波形测试,功率栅极控制信号观察
  5. 整流电路有源功率因数校正电路的性能测试
  6. DJK26单端电流反馈他激式隔离开关电源

    采用专用集成电路UC3844作PWM控制器,可直接驱动MOSFET功率场效应管。通过与直流可调电源、负载的配合可展示电路原理,各点波形测试,输入电压和负载改变时的波形变化和性能测试等项目。

  1. DJK27升、降压与复合斩波电路

    通过PWM控制器与两个IGBT三极管,两个二极管的简单联结,配以发电机、电动机的组合负荷,用双踪示波器能展示降压电路的第一象限电压-电流图,升压电路的第二象限电压-电流图,复合电路的第一、第二象限电压-电流图。同时能展示以上三种状态下的续流、临界断流、断流时的电压、电流波形(改变输入电压、改变PWM脉宽、改变负荷电机力矩)。并可简单的联结成升、降压与复合电路,由于结构上的特点,实验还可演示斩波电路电机负荷能耗制动、回馈制动等的实验效果。

  1. DJK28单相交流调功电路(二)

    采用专用KC08晶闸管过零集成触发电路,针对教学的特殊性设计了数字周波数控制模块,以200ms(10个周波数)为一周期,操作“增加”或者“减少”按钮,可方便设置在每个周期中导通的周波个数,设定范围从0~10个。配合主电路设计,生动形象地展示了交流调功的特性。

  1. DJK29单相并联逆变电路

    选用555时基电路作为逆变触发电路,工作频率可以从45Hz~55Hz之间调节,功率主回路采用GTR功率三极管作为开关器件,完成单相并联逆变电路实验。

  1. DJK31智能磁粉制动器控制单元挂件

     该挂件与ML01磁粉制动器配套使用,完成对ML01磁粉制动器加载控制,同时显示相应加载转矩和电机转速。为了满足磁粉制动器加载的要求,挂件提供一路连续可调恒流源和一路冷却风扇电源。恒流源提供磁粉制动器所须的励磁电流,调节恒流源输出的大小也就调节了磁粉制动器的制动力矩,完成对电机的加载;为了保证磁粉制动器能长时间的工作,我们采用强制风冷的方式对磁粉制动器冷却;为了减少不必要的噪声,冷却风扇的转速能随着磁粉制动器当前温度而自动调整。同时避免磁粉制动器出现过速、过热的情况,还设置了相应的报警电路,全方面实现保护功能。

  1. PEC01功率驱动保护组件

    面板绘有功率驱动保护的原理框图,驱动电路安装在挂箱内,结构紧凑、原理直观。组件包括过压、欠压及过流保护电路;光藕隔离电路;IPM智能功率模块等。

  1. PEC03 DSP矢量控制变频调速组件

     面板绘有DSP矢量控制变频调速原理框图及各种接口,控制板安装在挂箱内,控制板包括DSP控制器最小系统,DSP的FLASH内烧录有矢量控制系统程序。系统与电脑联机进行实验。实验项目:(1)磁场定向控制(FOC)变频调速实验;(2)直接转矩控制(DTC)变频调速实验。

  1. PEC05 DSP控制直流无刷电机调速组件

    面板绘有DSP控制直流无刷电机调速原理框图及各种接口,控制板安装在挂箱内,控制板包括DSP控制器最小系统,DSP的FLASH内烧录有无刷电机双闭环调速控制系统程序,系统与电脑联机进行实验。实验项目:(1)直流无刷电机原理实验;(2)直流无刷电机双闭环控制原理实验;(3)直流无刷电机电流调节器参数设计;(4)直流无刷电机速度调节器参数设计。

  1. PEC06 三相数字PWM整流器组件

    面板绘有三相数字PWM整流器原理框图及各种接口,控制板安装在挂箱内,控制芯片采用TMS320LF2407A。实验项目:(1)SVPWM观察实验;(2)不控整流实验;(3)数字PWM整流实验;(4)负载实验;(5)能量回馈实验。

  1. PEC09 单相、三相整流与隔离变压器组件

    提供一只0~250V/0.5kVA单相交流自耦调压器,一个单相整流滤波电路,为相应的实验提供可调电源;提供一个输入电压220V/1.5A,输出电压220V/1.5A的隔离变压器,在完成PEC06能量回馈时实现隔离,提供一个三相整流滤波电路,为相应实验提供直流电源。

  1. PEC10带隔离变压器的直流变换器组件

    面板绘有带隔离变压器的直流变换器组件原理框图及各种接口,电路板安装在挂箱内,电路板包括反激、正激、推挽变压器电路板及PWM驱动板。实验项目:(1)反激变换器实验;(2)正激变换器实验;(3)推挽变换器实验。

  1. PEC11 有源电能质量管理装置

    面板绘有有源电能质量管理装置原理框图、各种接口及键盘液晶界面,控制板安装在挂箱内,控制芯片采用TMS320LF2407A。挂件主要完成检测电网给非线性负载的供电电流,实时计算电流中的无功成分和谐波含量,控制并网逆变器输出与检测到的电流相反,将负载中的谐波电流或谐波电流、无功电流抵消,从而使电网供电电流中不包含谐波或谐波、无功成分,减小电流畸变率,提高功率因数。实验项目:(1)PWM观测实验;(2)并网逆变器的锁相实验;(3)电流谐波成分检测实验;(4)电流无功、谐波成分检测实验;(5)利用调节有功电流来稳定逆变器的直流电压值实验;(6)负载电流谐波补偿实验;(7)谐波、无功补偿实验。

  1. PEC12三相交流可调电源(1.5kW)

    配套PEC06组件、PEC10组件使用。

  1. D34-4单相智能功率、功率因数表

    由一套微电脑,高速、高精度A/D转换芯片和全数显电路构成。通过键控、数显窗口实现人机对话的智能控制模式。为了提高测量范围和测试精度,将被测电压、电流瞬时值的取样信号经A/D变换,采用专用DSP计算有功功率、无功功率。功率的测量精度0.5级,电压、电流量程分别为450V、5A,可测量负载的有功功率、无功功率、功率因数;还可以贮存、记录15组功率和功率因数的测试结果数据,并可逐组查询。

  1. DJ13-1直流发电机(220W)
  2. DJ15直流并励电动机
  3. DJ17三相线绕式异步电动机
  4. DJ17-2线绕式异步电机转子专用箱
  5. DJ21-1单相电阻启动异步电动机
  6. WDJ24三相鼠笼异步电动机
  7. ML01磁粉制动器

    与“DJK31智能磁粉制动器控制单元挂件”配套完成对各种电机的加载,最大加载转矩为2N·m。采用磁粉制动器克服涡流测功机在低转速时无法保证恒转矩加载的缺点,同时磁粉制动器内部还设有强制冷却风扇和温度传感器,前者为了能更有效的冷却磁粉制动器,保证能长时间工作;后者则是为了避免由于磁粉制动器过热最终导致损坏的情况。

  1. 实验连接线:根据不同实验项目的特点,配备两种不同的实验联接线,强电部分采用高可靠护套结构手枪插连接线(不存在任何触电的可能),里面采用无氧铜抽丝而成头发丝般细的多股线,达到超软目的,外包丁晴聚氯乙烯绝缘层,具有柔软、耐压高、强度大、防硬化、韧性好等优点,插头采用实芯铜质件外套铍轻铜弹片,接触安全可靠;弱电部分采用弹性铍轻铜裸露结构联接线,两种导线都只能配合相应内孔的插座,这样大大提高了实验的安全及合理性。

六、实验项目

(一)电力电子技术实验项目

  1. 单结晶体管触发电路
  2. 正弦波同步移相触发电路实验
  3. 锯齿波同步移相触发电路实验
  4. 西门子TCA785集成触发电路实验
  5. KC08单相过零触发电路实验
  6. 三相数字晶闸管触发电路实验
  7. 单相半波可控整流电路实验
  8. 单相桥式半控整流电路实验
  9. 单相桥式全控整流及有源逆变电路实验
  10. 三相半波可控整流电路实验
  11. 三相桥式半控整流电路实验
  12. 三相半波有源逆变电路实验
  13. 三相桥式全控整流及有源逆变电路实验
  14. 三相桥式全控12脉动整流电路实验
  15. 单相交流调压电路实验
  16. 单相交流调功电路实验
  17. 三相交流调压电路实验
  18. 直流斩波电路原理实验
  19. 单向晶闸管(SCR)特性实验
  20. 可关断晶闸管(GTO)特性实验
  21. 功率场效应管(MOSFET)特性实验
  22. 电力晶体管(GTR)特性实验
  23. 绝缘双极型晶体管(IGBT)特性实验
  24. 可关断晶闸管(GTO)驱动与保护电路实验
  25. 功率场效应管(MOSFET)驱动与保护电路实验
  26. 电力晶体管(GTR)驱动与保护电路实验
  27. 绝缘双极型晶体管(IGBT)驱动与保护电路实验

(二)典型电力电子器件线路实验

  1. 单相正弦波脉宽调制(SPWM)逆变电路实验(IGBT)
  2. 全桥DC/DC变换电路实验(IGBT)
  3. 半桥型开关稳压电源的性能研究(MOSFET)
  4. 单端反激式隔离开关电源实验(GTR)
  5. 单端电流反馈他激式隔离开关电源实验(GTR)
  6. 直流斩波电路的性能研究(降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路、Cuk斩波电路、Sepic斩波电路、Zeta斩波电路六种典型线路)(IGBT)
  7. 升、降压与复合斩波电路实验(IGBT)
  8. 单相斩控式交流调压电路实验(MOSFET)
  9. 整流电路有源功率因数校正实验(MOSFET)
  10. 软开关技术实验(MOSFET)
  11. 单相并联逆变电路实验(GTR)
  12. 反激变换器实验
  13. 正激变换器实验
  14. 推挽变换器实验

(三)全数字电力电子新器件线路实验

  1. SVPWM观察实验
  2. 不控整流实验
  3. 数字PWM整流实验
  4. 负载实验
  5. 能量回馈实验
  6. PWM观测实验
  7. 并网逆变器的锁相实验
  8. 电流谐波成分检测实验
  9. 电流无功、谐波成分检测实验
  10. 利用调节有功电流来稳定逆变器的直流电压值实验
  11. 负载电流谐波补偿实验
  12. 谐波、无功补偿实验

(四)直流电机调速实验

  1. 晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定实验(SCR)
  2. 晶闸管直流调速系统主要单元的调试(SCR)
  3. 单闭环(电压单闭环、转速单闭环、电流单闭环)不可逆直流调速系统实验(SCR)
  4. 双闭环不可逆直流调速系统实验(SCR)
  5. 逻辑无环流可逆直流调速系统实验(SCR)
  6. 三闭环错位选触无环流可逆直流调速系统实验(SCR)
  7. 双闭环控制可逆直流脉宽调速系统(H桥、IGBT)

(五)变频原理实验

  1. 三相正弦波脉宽调制(SPWM)变频原理实验
  2. 三相马鞍波(三次谐波注入)脉宽调制变频原理实验
  3. 三相空间电压矢量SVPWM变频原理实验
  4. SPWM调制方式下V/F曲线测定
  5. 马鞍波调制方式下V/F曲线测定
  6. 空间电压矢量调制方式下V/F曲线测定
  7. 不同的变频模式下磁通轨迹观测实验

(六)交流电机调速系统实验

  1. 双闭环三相异步电机调压调速系统实验(SCR)
  2. 双闭环三相异步电机串极调速系统实验(SCR)
  3. 单相正弦波脉宽调制SPWM变频调速系统实验(IGBT)
  4. 三相正弦波脉宽调制(SPWM)变频调速系统实验(IGBT)

     ——可联计算机进行实验,还留有可编程控制器(PLC)接口

  1. 三相马鞍波脉宽调制变频调速系统实验(IGBT)

     ——可联计算机进行实验,还留有可编程控制器(PLC)接口

  1. 三相空间电压矢量(SVPWM)变频调速系统实验(IGBT)

     ——可联计算机进行实验,还留有可编程控制器(PLC)接口

(七)计算机控制的电机调速系统实验

  1. 数字控制晶闸管电压单闭环直流调速系统实验(SCR)
  2. 数字控制晶闸管电流单闭环直流调速系统实验(SCR)
  3. 数字控制晶闸管转速单闭环直流调速系统实验(SCR)
  4. 数字控制晶闸管双闭环不可逆直流调速系统实验(SCR)
  5. 数字控制晶闸管逻辑无环流可逆直流调速系统实验(SCR)
  6. 数字控制晶闸管三闭环错位选触无环流可逆直流调速系统实验(SCR)
  7. 数字控制双闭环控制可逆直流脉宽调速系统(H桥、IGBT)
  8. 数字控制晶闸管双闭环三相异步电机调压调速系统实验(SCR)
  9. 数字控制晶闸管双闭环三相异步电机串极调速系统实验(SCR)

(八)DSP控制调速系统实验

  1. DSP矢量控制变频调速系统实验(IPM)
    1. 磁场定向控制(FOC)变频调速实验
    2. 直接转矩控制(DTC)变频调速实验
  2. DSP控制直流无刷电机系统调速实验(IPM)
  1. 直流无刷电机原理实验
  2. 直流无刷电机双闭环控制原理实验
  3. 直流无刷电机电流调节器参数设计
  4. 直流无刷电机速度调节器参数设计

(九)控制理论实验项目

第一部分:

  1. 控制系统典型环节的模拟
  2. 一阶系统的时域响应及参数测定
  3. 二阶系统的瞬态响应分析
  4. 三阶系统的瞬态响应及稳定性分析
  5. PID控制器的动态性能
  6. 控制系统的动态校正
  7. 典型环节频率特性的测试
  8. 线性系统频率特性的测试
  9. 信号的采样与恢复
  10. 典型的非线性环节的模拟
  11. 非线性系统的相平面分析

第二部分:基于MATLAB的仿真实验(MATLAB软件用户自配)

  1. 线性连续控制系统的仿真
  2. 根轨迹的仿真
  3. 线性系统频率响应的仿真
  4. 采样控制系统的仿真
  5. 串联校正的仿真
  6. 非线性连续控制系统的仿真
  7. 基于状态方程式的时间响应测试
  8. 控制系统极点的任意配置
  9. 状态观测器设计及带观测器的闭环系统响应测试
  10. 多变量解耦控制

 

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